Gás real

Os gases reais são todos os gases existentes na natureza, salvo quando estão em condições de pressão e de temperatura particulares e nestes casos são considerados aproximadamente, para efeitos apenas de cálculos facilitados, como gases perfeitos ou ideais. Em oposição aos gases ideais, os gases reais não podem ser explicados e modelados inteiramente usando-se a lei dos gases ideais.

Os gases nobres, como hélio e o argônio, por serem gases atômicos, não formando normalmente moléculas, são mais próximos dos gases ideais, e por isso, até erroneamente, chamados no passado de "gases perfeitos", pois suas partículas se comportam mais como as características idealizadas e pontuais dos gases ideais.

Para entender-se e modelar-se gases reais diversas condições devem ser consideradas, como:

 Efeitos de compressibilidade;
 Capacidade térmica específica variável;
 Forças de Van der Waals;
 Efeitos de não equilíbrio termodinâmico;
 Problemas com a dissociação molecular e reações elementares com composição variável.

Para a maioria das aplicações, tal análise detalhada é desnecessária, e a aproximação dos gases ideais por ser usada com razoável precisão. Modelos de gases reais tem de ser usados próximos dos pontos de condensação dos gases, próximo do ponto crítico, a altíssimas pressões, e em alguns outros casos menos usuais.

Para tratar-se fisicamente os gases reais, diversas equações de estado adequadas aos gases reais foram propostas:

 Equação do virial;
 Equação de van der Waals;
 Equação de Berthelot;
 Equação de Dieterici.

Introduz-se também o coeficiente de compressibilidade Z para medir a não idealidade dos gases reais.

Modelos

Modelo de van der Waals 

Gases reais são frequentemente modelados por levar-se em conta seus peso molar e volume molar:

.

Nesta equação P é a pressão, T é a temperatura, R a constante dos gases ideais, e Vm o volume molar. a e b são parâmetros que são determinados empiricamente para cada gás, mas são algumas vezes estimados de sua temperatura crítica (Tc) e pressão crítica (Pc) usando-se estas relações:

Modelo de Redlich–Kwong 

A equação de Redlich–Kwong é outra equação de dois parâmetros que é usada para modelar gases reais. É quase sempre mais precisa que a equação de van der Waals, e frequentemente mais precisa que alguma equação com mais que dois parâmetros. A equação é

.

Nesta equação a e b são dois parâmetros empíricos que não são os mesmos parâmetros usados na equação de van der Waals.

Modelo de Berthelot e modelo modificado de Berthelot 
A equação de Berthelot é muito raramente usada,
,
mas a versão modificada é algo mais precisa:

Modelo de Dieterici 
Este modelo tem deixado de ser usado nos últimos anos

Modelo de Clausius 
A equação de Clausius é uma equação de três parâmetros muito simples usada para modelar gases:

.

Nesta equação, ,  e .

Modelo virial 

A equação virial deriva de um tratamento perturbativo de mecânica estatística:

ou alternativamente

.

A, B, C, A′, B′, e C′ são constantes dependentes da temperatura.

Modelo Peng-Robinson 
Esta equação de dois parâmetros tem a interessante característica de ser útil em modelar alguns líquidos assim como gases reais:

.

Modelo de Wohl 
A equação de Wohl é formulada em termos de valores críticos, fazendo-a útil quando constantes de gases reais não estão disponíveis:

Nesta equação ,  e .

Modelo de Beattie-Bridgeman 
A equação de Beattie-Bridgeman é expressa por:

.

Nesta equação d é a densidade molar e a, b, c, A, e B são parâmetros empíricos.

Modelo de Benedict-Webb-Rubin 
A equação de Benedict-Webb-Rubin, chamada também chamada equação BWR e algumas vezes referida como equação BWRS:

Onde d é a densidade molar e a, b, c, A, B, C, α, e γ são parâmetros empíricos.

Bibliografia 
 David Young; Equations of State; Cytoclonal Pharmaceutics Inc. - www.ccl.net
 K. K. Shah, G. Thodos Industrial and Engineering Chemistry, vol 57, no 3, p. 30 (1965)

Gases